商品混凝土强度非破损检测方法浅析

商品混凝土强度非破损检测方法浅析

李晓峰

上海众合检测应用技术研究所有限公司 200436

摘要：混凝土作为现代建筑工程施工适用范围最广且最常见的施工材料，在建筑工程施工中有着无可替代的重要作用，在某种程度上决定了建筑结构的安全性和稳定性。本文详细分析了商品混凝土强度非破损检测方法，旨在为广大同行提供有效的参考意见。

关键词：商品混凝土；混凝土强度；非破损检测；

商品混凝土作为土木工程与建筑工程中的重要原材料，无论是从商业价值角度来说，还是从建筑质量安全角度来说，都有必要开展强度检测。通过强度检测为建筑企业和施工单位全面掌控建筑施工质量提供重要参考依据。基于非破损检测方法，可以在不破坏混凝土天然强度条件的情况下完成强度检测，是建筑行业首选的混凝土强度检测方法。

1商品混凝土强度非破损检测的基本概念

为让商品混凝土强度等级满足施工要求，保证工程项目施工质量及投入使用过程中的安全性，就有必要在施工期间对商品混凝土强度开展试验检测与评估。随着建筑行业商业化的迅猛发展，建筑工程数量与规模不断扩张，混凝土作为工程原材料及具有商业价值的流通产品，实际应用也越来越普遍。

随着商品混凝土实际应用经验的积累和现代技术水平的提高，强度检测方法越来越多样和完善化。其中，极具代表性的就是非破损检测方法。所谓非破损检测技术，就是在不破坏混凝土结构完整性与性能稳定性的前提下，对混凝土强度予以精准评估。现阶段，得到建筑行业普遍认同与实践论证的商品混凝土强度检测方法包括回归预测分析法、演绎推理法和归纳总结法几大类型。这三类强度检测方法的原理、操作流程与评估依据存在显著差异，但最终目的都是对商品混凝土的天然强度条件与投入使用过程中的实际强度条件加以对比分析。在建筑工程实际施工中，施工企业对予商品混凝土的强度检测，必须遵循如下几方面原则：

其一，将混凝土在特殊环境条件下的极限应力应变情况，以及散装颗粒材料体积在整个空隙体积中的占比，作为混凝土强度评估的重要参考依据；

其二，根据混凝土在特殊环境条件下的极限应力应变情况，以及散装颗粒材料体积在整个空隙体积中的占比，对混凝土强度限值进行精准计算；

其三，对于商品混凝土来说，无论是重混凝土还是普通混凝土，或是轻混凝土，密度与强度都存在着紧密联系。所以单纯根据空隙率对混凝土强度加以评定，必定会导致实际检测评定结果与强度标准要求产生较大差异；

其四，混凝土原材料分子排列形式与属性特征会影响混凝土强度。为此，在混凝土强度检测时，必须全面考量混凝土的极限应力应变情况、散装颗粒材料体积在整个空隙体积中的占比、密度及和易性等关键物理指标。由此，客观评定混凝土强度等级，使混凝土强度达到施工基本要求。

2商品混凝土强度非破损检测的原理、分类与特点

2.1原理

非破损检测方法是指采用声、光、电、信号等一系列特殊手段，在不改变混凝土结构完整性，不影响混凝土使用性能的前提条件下对混凝土的均匀性、强度、密实度、弹性模量及和易性等各项关键物理指标加以判定和分析。

若想发挥非破损检测方法的优势作用，首要前提是制定完善的非破损检测方法应用标准规范。只有确保非破损检测方法实践应用的标准规范性，才能加强混凝土强度检测结果的精确性，进而为建筑企业与施工单位提供可靠的参考依据。除构建完善的非破损检测方法应用标准规范以外，检测人员还要结合商品混凝土类型、性能特点和建筑工程对商品混凝土的强度要求，选择对应的检测工具和方法。与传统检测方法相比，非破损检测方法不仅检测流程简便化，检测效率较高，而且检测结果精确度有保障。这也是非破损检测方法被广泛用于商品混凝土强度检测，并受到业内人士高度信赖的主要原因。

2.2分类

混凝土强度非破损检测技术在新建工程、老旧建筑翻新工程和建筑改造工程中发挥着关键作用。合理运用混凝土强度非破损检测技术，不仅可以快速且精确的判定混凝土的强度等级，还可以进一步明确混凝土的均匀性、塌落度、连续性及密实度等关键物理参数指标。目前，建筑行业对混凝土的检测集中在强度检测与内部缺陷检测两方面。混凝土结构作为建筑工程结构的重要组成部分，采用非破损检测方法判断混凝土结构强度是否满足整体建筑结构受力要求，判断已浇筑成型混凝土结构是否存在内部缺陷，这对于整体工程质量安全具有现实意义。

传统混凝土检测多以原材料成分提取检验和试块试验为主，而非破损检测方法则强调采用声、光、电、信号等一系列物理手段，对混凝土强度与内部缺陷进行检测。

2.3特点

传统混凝土强度检测方法以标准试块法为主。而混凝土强度非破损检测方法则在多个方面体现出卓越优势，具体如下所述：

第一，非破损检测方法保证混凝土的结构完整性与性能稳定性，且非破损检测方法的操作流程更加简便；第二，非破损检测方法弥补了标准试块法易受到客观因素影响进而导致检测结果缺乏精确性的不足。而且非破损检测方法可以直接作用到建筑物的混凝土结构上展开检测，加强了检测评定结果的精准性与可靠性；第三，非破损检测方法不仅可以对混凝土的强度实行检测，还可以获取混凝土的均匀性、塌落度、连续性和密实度等关键物理参数指标；第四，非破损检测方法对检测对象与检测环境没有特定要求，适用范围广，实用性强。无论是原材料检测还是试块检测，都可以获得精确的检测结果；第五，采用高分辨率摄像法、远红外射线法和灵敏光度法，可以实现特定空间距离范围内的混凝土强度与内部缺陷检测，加强检测作业时效性与精准性，缩短检测周期，减少人力成本与时间成本。

3.商品混凝土强度非破损检测实例

本文所选案例为长兴岛凤凰镇CX01单元07-04地块住宅项目，项目位于上海市崇明区长兴镇潘园公路凤凰公路，建设单位为伤害兴闳房地产开发有限公司，设计单位为滑动建筑设计研究院有限公司，施工单位为中城建设有限责任公司。委托第三方公司进行商品混凝土强度非破损检测，委托日期为2019年5月14日，检测原因是区站监督抽查。

3.1 原则

混凝土强度非破损检测方法的实践应用必须坚持如下几方面基本原则：

第一，将混凝土在特殊环境条件下的应变性质与空隙率，作为混凝土强度评估的重要参考依据；第二，根据混凝土在特殊环境条件下的应变性质与空隙率，对混凝土强度限值实行精准计算；第三，由于混凝土密度与强度之间存在着紧密联系，所以单纯根据空隙率对混凝土强度进行推算缺乏客观性与可靠性；第四，原材料组成成分与天然强度属性会在很大程度上影响混凝土强度。只有严格遵循上述四方面基本原则，才能确保混凝土强度非破损检测方法的精准可靠性。

3.2检测方法——回弹法

图1 回弹法检测

回弹法是指使用由弹簧驱动的重锤作用于混凝土结构表面，当重锤触碰到混凝土表面后自然回弹，根据重锤的回弹高度与距离，判断混凝土结构的表面强度（如图1）。再根据混凝土结构的表面强度，对整体混凝土强度予以客观判定。可以说，回弹法是一类介于混凝土表面强度与综合强度之间的一种非破损检测方法。由于回弹法是作用于混凝土结构表面的，故而对混凝土抗压性能的检测结果存在精确度偏低的不足。但回弹法操作流程简便，投资成本低廉，不破坏混凝土的正常使用。

3.2.1 工作原理

回弹法是以混凝土表面强度与综合强度之间的物理相关性为基础的非破损检测方法。由于使用的弹簧重锤的弹性形变量限值是已知的，所以检测人员完全可以根据回弹高度与距离绘制完整的回弹参数曲线图，进而对混凝土表面强度与综合强度之间的关系进行深入分析，从而得出混凝土强度数值。弹击杆的回弹数值在一定程度上反映了混凝土表面结构强的硬度，根据混凝土表面结构硬度，可以推算出混凝土的抗压强度。

3.2.2回弹法的特点

回弹法具有操作流程简便、检测效率快、投资成本低廉等特征。回弹法作为非破损检测方法的代表，不仅不会破坏混凝土结构完整性与性能完整性，并且也排除了设备、工具等一系列限制因素的干扰。需要格外强调的是，回弹法使用的弹簧重锤不仅要明确回弹压缩量限值，还需具备灵敏的回弹效应。在实施回弹法进行商品混凝土强度检测时，布置测区面积不能大于0.04m，同时保持被测区域表面结构的光滑平整、干燥整洁，不能存在饰面层、疏松层、按缝、粉刷层、蜂窝、油垢、麻面等问题，避免影响回弹高度和距离；对于体积比例较小、自体重量较轻且刚度条件较差的混凝土来说，在采用回弹法对混凝土表面强度与综合强度实行检测时，有必要采用辅助加固支撑措施。一方面，避免混凝土结构在弹簧重锤的作用下出现位移，影响回弹反馈参数的精准性，另一方面，最大程度的减轻对混凝土表面结构造成的损害。

由于弹簧重锤会对混凝土表面结构产生一定的冲击力，所以回弹法并不适用于表面强度较弱或存在明显内部质量缺陷的混凝土。对于起到装饰作用的混凝土构件来说，也不宜使用回弹法开展强度检测，以免弹簧重锤冲击力破坏混凝土构件的装饰作用。

3.2.3 影响因素

回弹法受外界影响因素较多，回弹仪型号、使用条件、测量误差等都会对最终的推算结果造成影响。为保障推算结果的精准度，检测人员应及时对回弹仪的运行状况进行检测，定期维护设备，将因设备原因导致的检测误差降到最低。

3.3检测方法——综合法

综合法是指采用两种或两种以上的检测法，对混凝土强度进行检测。目前，建筑行业中常见的综合法包括回弹-超声综合法、钻芯-回弹综合法。单一的混凝土强度检测方法在使用的过程中可能会受自身技术条件限制或外界因素限制，存在使用受限的问题，而使用两种或多种检测法的综合法，则可以很好地避开这些问题，降低外界因素或自身技术条件限制对检测工作的干扰，提升检测结果的精准度与可靠性。

在实际的商品混凝土检测中，两种或多种混凝土强度检测法可以分别获得被检测对象的各项检测数据，这些检测数据不是完全重复的，依据被测混凝土结构的性能及结构的相关知识，可以分别建立这些监测数据与混凝土强度直接的关联关系，以便检测人员从多个不同角度来分析混凝土强度，避免单一角度测量下的结果失真。笔者用回弹-超声综合法为例来说明，该方法在检测时会获得回弹硬度、回弹距离、超声波传播时间等检测数据，回弹值与混凝土强度有关，超声波传播时间反应的是混凝土表面结构的密实度，而密实度由于混凝土表面强度存在一定的关系。由此可以看出，超声波传播时间与混凝土轻度存在一定的关系，在建立对应的关联联系后，可以根据该数据计算出混凝土强度；在回弹-超声综合法的实际使用中，水泥类型、混凝土原料配比、外加剂类型等都会对混凝土的密实度造成影响，同样的这也是影响回弹-超声综合法检测结果的影响因素。

3.4检测方法——后装拔出法

图2 后装拔出法

后装拔出法的应用需要检测人员实现对混凝土骨料强度有清晰的认知和了解，结合后装拔出混凝土强度推定公式来算出混凝土强度，该方法的检测精准度要比其他的非破损检测方法高（如图2）。鉴于混凝土的抗压强度与弹性模量存在非线性关系，且混凝土拉拔力变化会影响混凝土强，因此后装拔出法的使用还需等待人们的进一步研究。

4.商品混凝土强度非破损检测的发展趋势

当前，商品混凝土强度非破损检测方法虽然较多，但在实际的使用中，受制于自身技术及外界因素的硬性，普遍存在一定的使用局限性，难以获得精准度较高的检测效果。在科学技术越来越进步的当下，VR技术、AR技术、以及智能技术等先进科学技术的普及与应用，将为商品混凝土强度非破损检测带来更为先进与智能化的发展空间。同时，借助各种计算机软件、信息技术以及其他相关的科学技术和精密仪器，商品混凝土强度非破损检测结果的精准度必将会被推上新台阶，之前困扰检测结果的技术限制和外界因素限制也会成为历史。此外，商品混凝土强度非破损检测还应积极引入大数据、云计算等分析方法，配合各种成像技术与可视化设备，既能帮助检测人员更为直观的对混凝土结构内部质量及内部结构的进行检测，还能建立可供远程操作的远程检测系统，扩大检测技术和方法的应用范围。

5.结束语

随着科技水平的不断提高，商品混凝土非破损检测方法的实践应用水平也随之改善。尽管非破损检测方法在混凝土强度与内部质量缺陷检测方面受到限制性因素的影响与客观性因素的干扰，但理论研究成果与实践应用经验的积累，也使得非破损检测方法日趋完善和成熟，能够快速且精准的评估混凝土工程质量，确保整体工程的综合效益。

参考文献

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